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EXC 2070:  PhenoRob2 - Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion

Fachliche Zuordnung Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
Geophysik und Geodäsie
Informatik
Pflanzenwissenschaften
Systemtechnik
Förderung Förderung seit 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390732324
 
Pflanzen sind für unsere Gesellschaft von zentraler Bedeutung, schließlich sind sie für die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln sowie nachwachsenden Rohstoffen unverzichtbar. Der Anbau von Nutzpflanzen steht jedoch vor großen Herausforderungen: Unerwünschte Nebenwirkungen der Landwirtschaft auf das Ökosystem sollen reduziert und ein nachhaltiger Anbau ermöglicht werden. Und während die Nachfrage nach Nahrung steigt, nehmen die für den Pflanzenanbau zur Verfügung stehenden Flächen ab. Diese gegensätzlichen Entwicklungen verlangen eine grundlegend neue Herangehensweise an die Nutzpflanzenproduktion. PhenoRob stellt sich dieser zentralen gesellschaftlichen Herausforderung. Unsere Vision ist eine nachhaltige Pflanzenproduktion durch neuartige technologiegetriebene Ansätze. Unsere interdisziplinären Erkenntnisse werden es uns zum einen ermöglichen, neue Anbausysteme zu entwickeln. Diese Systeme werden nicht nur Ackerland und Nahrungsmittelproduktion sichern, sondern sie tragen gleichzeitig dazu bei, die Biodiversität zu erhalten und den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Zum anderen unterstützen unsere Erkenntnisse die nächste Generation der Pflanzenzüchtung durch maschinelles Lernen und Phänotypisierung im Feld. Darüber hinaus werden neu entwickelte Modellierungsansätze Feldexperimente teilweise durch Simulationen ersetzen können. Um diese nachhaltigen Anbausysteme designen zu können, konzentrieren wir uns in unserer Forschung auf vier wesentliche Bereiche, die auf die vier wissenschaftlichen Ziele von PhenoRob abgestimmt sind. Dazu gehören erstens innovative Roboter und maschinelles Lernen, die als Wegbereiter für minimalinvasiven Pflanzenschutz, ökologische Unkrautbekämpfung, präzise Düngung, Umweltüberwachung, Boden- und Biodiversitätsschutz sowie die Umsetzung neuer Feldanordnungen dienen. Der zweite Bereich umfasst die Feldphänotypisierung, um die Reaktionen der Pflanzen auf Stress und lokale Umweltbedingungen zu verstehen. Ansätze zu Design und Umsetzung nachhaltiger Anbausysteme und deren Interaktion mit der Umwelt bilden den dritten Bereich. Hier werden die Auswirkungen auf Agrarökosysteme, Biodiversität und wichtige Ökosystemdienstleistungen quantifiziert. Der vierte Bereich fokussiert sich darauf, neue umweltfreundliche Produktionssysteme umzusetzen und zu bewerten. Dabei werden die Interessen von Landwirtschaft und Industrie sowie gesellschaftliche Erwartungen und politische Implikationen berücksichtigt. PhenoRob steht für Interdisziplinarität. In unserem Cluster entwickeln herausragende Forschende aus den Bereichen Robotik, mobile Sensorik, Geodäsie, maschinelles Lernen, Pflanzenphänotypisierung, Bodenkunde, Nutzpflanzenwissenschaften, Ökologie, Ökosystemmodellierung und Agrarökonomie interdisziplinär neue Ansätze für eine nachhaltige Produktion. Dieses Alleinstellungsmerkmal ermöglicht es uns, neue technologiegetriebene Ansätze für nachhaltige Anbausysteme zu erforschen und umzusetzen.
DFG-Verfahren Exzellenzcluster (ExStra)
Beteiligte Institution Forschungszentrum Jülich
 
 

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